生物生物膜的流动镶嵌模型1人教版必修1ppt课件

1、人教版必修人教版必修1第第4 4章章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型1.1.细胞膜的功能有哪些？细胞膜的功能有哪些？2.2.细胞膜具有弹性吗？细胞膜具有弹性吗？问题探讨塑料袋普通布弹力布其他其他用结构跟功能相适应的用结构跟功能相适应的观点分析，用哪种材料观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现细做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？胞膜的功能？细胞膜具有：细胞膜具有：1.屏障分隔作用屏障分隔作用2.选择透过性选择透过性3.弹性弹性弹力布能完全表现弹力布能完全表现细胞膜的功能吗？细胞膜的功能吗？一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的

2、探索历程 材料一材料一 、时间：、时间：19世纪末世纪末 人物：欧文顿人物：欧文顿 实验：用实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验进行上万次实验发现问题：发现问题：提出假说提出假说: :细胞膜对不同物质的通透性不同细胞膜对不同物质的通透性不同膜是由脂质组成膜是由脂质组成不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜思考与讨论思考与讨论: :最初认识到生物膜是最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通由脂质组成的，是通过对实验现象的推理过对实验现象的推理分析还是通过膜成分分析还是通过膜成分的提取和鉴定？的提取和鉴定？在推理分析

3、得出结论在推理分析得出结论后，还有必要对膜的后，还有必要对膜的成分进行提取、分离成分进行提取、分离和鉴定吗？和鉴定吗？最初依据实验现象和有关知识，经过严谨的推理和大胆的想像，提出设想，是一种常见的科学方法。假说还需要通过实验观察直接证实。提出假说材料二、材料二、 20 20世纪初，科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了世纪初，科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析化学分析成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。提出假说提出假说观察和实验证据观察和实验证据观察和实验依据观察和实验依据推理和想象推理和想象验证和完善验证和完善实验证据得出结论得

4、出结论活动主题一：活动主题一：利用你小组的知识推利用你小组的知识推理和想象，提出许多磷理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面脂分子在空气和水界面上单分子排布的假说，上单分子排布的假说，并用画图来表达。并用画图来表达。活动主题二：活动主题二：利用你小组的知识推利用你小组的知识推理和想象，提出许多磷理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面脂分子在空气和水界面上单分子排布后被搅动上单分子排布后被搅动, ,在水溶液中形成的相对在水溶液中形成的相对稳定排布假说，并用画稳定排布假说，并用画图来表达。图来表达。脂质和蛋白质是怎样形成生物膜的呢？脂质和蛋白质是怎样形成生物膜的呢？磷脂是组成细胞磷脂是组成细胞

5、的主要脂质，是的主要脂质，是一种由甘油、脂一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等肪酸、和磷酸等所组成的分子。所组成的分子。它有一个亲水磷它有一个亲水磷酸酸“头部，和一头部，和一个疏水的脂肪酸个疏水的脂肪酸的的“尾部。尾部。亲水亲水“头部头部”疏水疏水“尾部尾部”小资料小资料搅动后搅动后水溶液中水溶液中形形成成球球状状的的微微团团双双层层脂脂分分子子的的球球形形脂脂质质体体 空空气气和和水水界界面面上上单单分分子子排排布布表面积为表面积为1表面积为表面积为2 2提出假说提出假说: :膜中脂质分子排列为连续两层膜中脂质分子排列为连续两层实验证据材料三、材料三、时间：时间：19251925年年 人物：两位荷兰

6、科学家人物：两位荷兰科学家GorterGorter和和GrendelGrendel实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气在空气水界面上铺展成单分子层，测水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。两倍。结论：脂质分子必然排列为连续的两层结论：脂质分子必然排列为连续的两层GORTER脂单分子层脂单分子层=2=2 材料四、 20世纪50年代电子显微镜诞生。在电子显微镜下观察蛋白质显得灰暗，磷脂分子显得光亮。1959年罗伯特森在电镜看到了细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构。蛋白质位于脂双层的什么位置呢？蛋白质位于脂

7、双层的什么位置呢？提出假说提出假说: : 生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质的三蛋白质的三层结构构成的静态统一结构层结构构成的静态统一结构单位膜模型单位膜模型单位膜模型无法解释的现象单位膜模型无法解释的现象提出假说：细胞膜具有流动性提出假说：细胞膜具有流动性 用荧光染料标记某蛋白质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。荧光标记技术荧光标记技术37下下40min后出现了后出现了什么现象？说明什么？什么现象？说明什么？膜上的蛋白质分膜上的蛋白质分子是可以运动的子是可以运动的材料五、材料五、 时间：时间：19701970年年 人物：弗雷人物：弗雷(Frye)(Frye)和埃迪登和

8、埃迪登(Edidin) (Edidin) 实验：将人和鼠的细胞膜表面的蛋白质用实验：将人和鼠的细胞膜表面的蛋白质用不同荧光标记后，让两种细胞融合。不同荧光标记后，让两种细胞融合。实验证据侧向扩散运动；旋转运动；摆动运动侧向扩散运动；旋转运动；摆动运动小资料磷脂分子的运动结论：细胞膜结论：细胞膜具有流动性具有流动性新技术带来新模型新技术带来新模型在新的观察和实验证据在新的观察和实验证据的基础上，的基础上，1972年桑格年桑格(S.J.Singer)和尼克森和尼克森(G.Nicolson)提出了新提出了新的生物膜模型的生物膜模型流流动镶嵌模型，为多数人动镶嵌模型，为多数人所接受。所接受。流动镶嵌模

9、型流动镶嵌模型（3生物膜的结构特点生物膜的结构特点1.科学研究离不开先进的实验技术科学研究离不开先进的实验技术2.2.科学探究的一般历程科学探究的一般历程提出问题提出问题 作出假说作出假说 设计实验设计实验 进行实验进行实验 分析结果分析结果 表达和交流表达和交流 进一步探究进一步探究 课堂小结课堂小结二、流动镶嵌模型的具体内容：二、流动镶嵌模型的具体内容：1 1、生物膜的组成：、生物膜的组成：2 2、生物膜的基本支架：、生物膜的基本支架：3 3、蛋白质分子存在形态：、蛋白质分子存在形态：4 4、生物膜的结构特点：、生物膜的结构特点：主要由蛋白质和脂质组成主要由蛋白质和脂质组成磷脂双分子层亲水

10、性头部朝向外侧，磷脂双分子层亲水性头部朝向外侧，疏水性尾部朝向内侧）。疏水性尾部朝向内侧）。有镶在表面、嵌入、贯穿三种。外侧有的蛋白质分子有镶在表面、嵌入、贯穿三种。外侧有的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）一定的流动性磷脂分子和大多数蛋白质分子都是一定的流动性磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）运动的）5 5、生物膜的功能特点：、生物膜的功能特点：具有选择透过性具有选择透过性生生物物膜膜构构造造主要主要成分成分结构结构模型模型磷脂、蛋白质还

11、有糖蛋磷脂、蛋白质还有糖蛋白、糖脂）白、糖脂）流动流动镶嵌镶嵌模型模型镶镶 嵌嵌 贯穿贯穿结构特性结构特性具有一定的流动性具有一定的流动性基本支架：磷脂双基本支架：磷脂双 分子层分子层蛋白质蛋白质二、生物膜二、生物膜“流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容生物膜的流动镶嵌模型是否已完生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？美无缺呢？20192019年度诺贝尔年度诺贝尔化学奖授予两名研究化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家细胞膜的美国科学家阿格雷和麦金农。以阿格雷和麦金农。以表彰他们在细胞膜物表彰他们在细胞膜物质运输的通道方面所质运输的通道方面所做的贡献。做的贡献。 不断完善和发展的流动镶嵌

12、模型不断完善和发展的流动镶嵌模型1下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（ ） A细胞膜是选择透过性膜 B细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 C细胞膜的分子结构具有流动性 D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动 2人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（ ）。 A选择透过性 B保护作用 C流动性 D自由扩散3一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（ ）。 A结构特点具有流动性 B选择透过性 C专一性 D具有运输物质的功能 ACA课堂练习课堂练习: :据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生据研究发现

13、，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素素D D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ）A A 细胞膜具有一定流动性细胞膜具有一定流动性B B 细胞膜是选择透过性细胞膜是选择透过性C C 细胞膜的结构是以磷脂细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架分子层为基本骨架D D 细胞膜上镶嵌有各种细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子蛋白质分子第一关第一关不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！知识闯关知识闯关变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某变形虫的任何

14、部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（都依赖于细胞膜的（ ）A A 保护作用保护作用 B B 一定的流动性一定的流动性C C 主动运输主动运输 D D 选择透过性选择透过性第二关第二关不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（递和血型决定有密切关系的化学物质是（ ）A A 糖蛋白糖

15、蛋白 B B 磷脂磷脂 C C 脂肪脂肪 D D 核酸核酸第三关第三关不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！4在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上如下图）。体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上如下图）。实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原“泾渭分泾渭分明明”，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表面了。请分析回答下面的问题。平均地分布在融合细胞的表面了。